西南交大隧道通风第三次作业——公路隧道运营通风设计计算教学提纲
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西南交大隧道工程在线离线作业Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】西南交大网络教育《隧道工程》在线作业本次作业是本门课程本学期的第1次作业,注释如下:一、单项选择题(只有一个选项正确,共7道小题)1. 随着隧道的设计与计算理论的发展,隧道支护系统承载能力及安全度评定的方法也随着发展而不断完善,现行的方法有()①经验设计和工程类比方法②概率极限状态可靠度设计③允许应力法④破损阶段法(A)①②③④(B)②③④(C)①②(D)①③④正确答案:B解答参考:2. 地下结构围岩(岩体+土体)的哪项工程性质对围岩的稳定性影响最大()(A)物理性质(B)水理性质(C)力学性质(D)化学性质正确答案:C解答参考:3. 下列关于自重应力场变化规律的叙述,错误的是()(A)自重应力随深度线性增加(B)由自重应力引起的水平应力可能大于自重应力(C)地质构造形态会改变了自重应力场的状态(D)深度对初始应力状态有影响正确答案:B解答参考:4.在如图所示的地质构造中修建隧道,位置选择最好的是()(A)a和c位置(B)b位置(C)a位置(D)c位置正确答案:C解答参考:5. 隧道因考虑排水的需要,应限制最小坡度,《铁路隧道设计规范》规定,隧道内线路不得设置平坡,最小的允许坡度不宜小于()(A)3%(B)2‰(C)2%(D)3‰正确答案:D解答参考:6. 关于铁路隧道单洞双线和双洞单线的比较,下列说法正确的是()(A)单洞双线的投资较高。
(B)双洞单线的空气动力学和环境影响较小。
(C)单洞双线可以利用活塞风,而双洞单线难以利用活塞风。
(D)单洞双线的单洞断面面积较大,软弱围岩中易塌方,容易变形,风险大。
正确答案:D解答参考:7. 端墙式洞门适用于下列哪种情况()(A)洞当洞口石质坚硬稳定,且地形陡峻无排水要求时。
(B)洞口地质较差(Ⅳ级及以上),山体纵向推力较大时。
公路隧道通风设计计算详细案例以双向交通二级公路隧道为例第四章通风计算4.1 隧道需风量计算隧道通风的基本参数:道路等级:二级公路,单洞双向两车道设计行车速度:空气密度:隧道内平均气温:隧道长度:L=1536.404m隧道坡度:隧道断面积:隧道当量直径:4A rS设计交通量:3500 (pcu/d)(近期);5000(pcu/d)(远期)交通组成:汽油车:小型客车32% ,小型货车24%,中型货车12%;柴油车:中型货车10% ,大型客车14% ,大型货车8%;其他:上下行比例为54:46,高峰小时系数为0.124.1.1CO 排放量(1)取CO 基准排放量为:近期:()远期:()阻滞时近期:()阻滞时近期:()(2)考虑CO 的车况系数为:(3)依据规范,分别考虑工况车速60 km/h,40 km/h ,20km/h,10km/h(阻滞)。
不同工况下的速度修正系数和车密度修正系数如下表:表4-1 各工况下CO 的速度与密度修正系数平均海拔高度:(5)考虑CO 的车型系f m数如下表:表4-2 CO 的车型修正系数6)交通量分解:高峰小时交通量按日交通量的12%取值近景高峰小时交通量为:3500×12%=384(pcu/h);计算后混合交通量为353 (veh/h)远景高峰小时交通量为:5000×12%=600(pcu/h);计算后混合交通量为504 精品文档veh/h)由于所给交通量是基于标准车的,所以车辆数需除以相应的车辆折算系数表4-4 不同车型交通量注:上坡方向交通量按60%计,下坡交通量为40%7)计算各工况下全隧道的CO 排放量:计算各工况车速下CO 排放量如表所示:表4-5 各工况车速下CO 排放量(单位:)近景时=0.791+0.533=1.324()远景时=0.835+0.564=1.399()(8)最大CO 排放量:有上述计算可以看出,在远期交通发生阻塞时,CO 排放量最大,为:精品文档4.1.2 稀释CO 的需风量1)根据规范,隧道长度在1536.4时,内插计算得隧道内CO 设计浓度为:2)隧道内平均气温:,换算为绝对温度3)隧址大气压无实测值,按下式计算:式中:--标准大气压,101325Pa;g--重力加速度,;h—隧址平均海拔高度,本隧道为886.10m R—空气气体常数,计算可得:4)稀释CO 的需风量:4.1.3烟雾排放量1)烟雾的基准排放量:近期:远期:(2)考虑烟雾的车况系数为:(3)依据规范,分别考虑工况车速60 km/h,50 km/h ,40 km/h ,30 km/h ,20km/h,10km/h(阻滞)。
通风设计及配电方案1.通风设计1.1.通风标准隧道在整个施工过程中,作业环境应符合下列职业健康及平安标准:➢空气中氧气含量,按体积计不得小于20%。
➢粉尘容许浓度,每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg。
每立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。
➢瓦斯隧道施工通风应符合铁道部现行《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120)的有关规定。
➢瓦斯隧道装药爆破时,爆破地点20m内,风流中瓦斯浓度必需小于1.0%;总回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%。
➢开挖面瓦斯浓度大于1.5%时,全部人员必需撤至平安地点并加强通风。
(瓦斯爆炸的几个条件:①瓦斯浓度在5~16%之间,低于5%,高于15%不会爆炸。
②有火源(瓦斯的引火温度为650℃~750℃)。
③氧气的浓度12%(不低于)。
供电设备的“三专”、“两闭锁”。
施工中必需接受电力双循环和单独的照明系统,应用矿用许可炸药和矿用许可的电雷管(单独存放))➢有害气体最高容许浓度:1)一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3;在特殊状况下,施工人员必需进入开挖工作面时,浓度可为100mg/m3,但工作时间不得大于30min;2)二氧化碳按体积计不得大于0.5%;3)氮氧化物(换算成NO2)为5mg/m3以下。
➢隧道内气温不得高于28℃。
➢隧道内噪声不得大于90dB。
1.2.通风方式通风机通风系统的基本布置形式有压入式、抽出式(或压出式)、混合式。
➢压入式通风机或局部扇风机把簇新空气经风筒压入工作面,污浊空气沿隧洞流出。
压入式通风优点:有效射程大,冲淡和排出炮烟的作用比较强,可以用柔性风管。
压入式通风缺点:长距离掘进排出炮烟须要的风量大,通风排烟时间较长,回风流污染整个隧道。
压入式通风须留意以下两点:1)通风机安装位置应和洞口保持确定距离,一般应大于30m;2)风筒出口和工作面保持确定距离,可以限制在40~70m,伸缩式风筒可尽量工作面。
公路隧道通风课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解公路隧道通风的基本原理、设计方法和施工技术,掌握隧道通风的安全标准和规范,提高学生在公路隧道建设与维护方面的专业素养。
1.掌握公路隧道通风的基本原理;2.了解隧道通风设计的方法和步骤;3.熟悉隧道通风施工技术及安全规范。
4.能运用所学知识对公路隧道通风系统进行设计和分析;5.具备对隧道通风施工过程进行管理和监控的能力。
情感态度价值观目标:1.培养学生对公路隧道通风技术的兴趣,激发学生投身于公路隧道建设与维护工作的热情;2.强化学生的安全意识,使学生在实际工作中注重隧道通风的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.公路隧道通风的基本原理:介绍隧道通风的必要性、通风方式、通风效果评价等;2.隧道通风设计方法:讲解通风设计的基本步骤、设计参数选取、通风设备选型等;3.隧道通风施工技术:包括施工准备、施工工艺、施工质量控制等;4.隧道通风安全规范与标准:介绍我国隧道通风相关规范、标准及验收要求。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学:1.讲授法:讲解隧道通风的基本原理、设计方法和施工技术;2.案例分析法:分析实际工程案例,使学生更好地理解通风设计及施工过程;3.实验法:学生进行隧道通风实验,提高学生的实践操作能力;4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的创新思维和团队协作能力。
四、教学资源为了保证教学的质量和效果,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用国内权威出版的《公路隧道通风设计与施工技术》作为主教材;2.参考书:提供相关领域内的学术论文、专著等参考资料;3.多媒体资料:制作课件、动画、视频等教学辅助材料;4.实验设备:配备隧道通风实验所需的仪器设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况,占总评的20%;2.作业:评估学生完成作业的质量和速度,占总评的30%;3.实验报告:评估学生在实验过程中的操作能力和报告撰写水平,占总评的20%;4.考试成绩:评估学生对课程知识的掌握程度,占总评的30%。
目录一、编制依据 (2)二、编制依据 (2)1、采用的标准规范 (2)2、通风编制标准 (3)三、工程概况 (3)四、通风原则 (5)1、通风系统 (5)2、通风设备 (5)五、通风方案 (6)1、姚家坪隧道出口通风方案 (6)2、庙埂隧道进(出)口通风方案 (6)3、庙埂隧道横洞通风方案 (7)4、田坝隧道通风方案 (8)5、高坡隧道1#横洞压入式通风方案 (13)6、高坡隧道2#横洞巷道式通风方案 (14)六、通风验算 (15)七、施工通风监测 (17)八、主要通风设备 (18)九、施工通风保证措施 (18)十、施工通风技术措施 (19)十一、施工通风安全管理措施 (22)1、施工通风安全措施 (22)2、通风管理制度 (23)隧道施工通风方案一、编制依据1、隧道施工安全需要。
2、XX公司对隧道施工的相关要求。
3、原铁道部《关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见》(铁建设函[2007]102号。
4、新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-11标段的设计文件。
5、《成贵铁路CGZQSG-11标实施性施工组织设计》。
6、《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008)。
7、《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》。
8、国家现行有关施工规范、验收标准和我单位类似工程地质的施工经验。
9、其他有关法律法规和规范等。
二、编制原则施工通风是隧道施工的重要工序之一,是高瓦斯隧道安全施工的关键。
合理的通风系统、理想的通风效果是实现隧道快速施工、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。
根据以往隧道通风经验及对当前通风设备技术性能的调研结果,按照自成体系的原则,综合考虑施工过程中可能出现的情况,制定隧道通风方案。
1、采用的标准规范⑴ XX铁路11标隧道施工图;⑵《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002);⑶《铁路隧道工程施工技术指南》(TZ204-2008);⑷《铁路隧道工程施工安全技术规程》(TB10304-2009);⑸《煤矿安全规程》(国家煤矿安全监察局18号令)、《防治煤与瓦斯突出规定》(国家安全生产监督管理总局令第19号)等煤矿现行有关规范、规程等。
5 通风设计及计算在隧道运营期间,隧道内保持良好的空气和行车安全的必要条件。
为了有效降低隧道内有害气体与烟雾的浓度,保证司乘人员及洞内工作人员的身体健康,提高行车的安全性和舒适性,公路隧道应做好通风设计保证隧道良好通风。
5.1通风方式的确定隧道长度:长度为840m ,设计交通量N = 1127.4辆/小时,双向交通隧道。
单向交通隧道,当符合式(5.2.1)的条件时,应采用纵向机械通风。
6210L N ⋅≥⨯ (5.1) 该隧道:远期,61127.4248400.10 2.2710L N ⋅=⨯⨯⨯=⨯>6210⨯ 故应采用纵向机械通风。
5.2需风量的计算虎山公路隧道通风设计基本参数:道路等级 山岭重丘三级公路车道数、交通条件 双向、两车道、 设计行车速度 v = 40 km/h =11.11m/s隧道纵坡 i 1 =2% L 1 = 240 m i 2 = -2% L 2=600 m 平均海拔高度 H = (179.65+184.11)/2 = 181.88 m 隧道断面周长 L r = 30.84 隧道断面 A r = 67.26 m 2 当量直径 D r = 9.25 m 自然风引起的洞内风速 V n = 2.5 m/s 空气密度:31.20/kg m ρ=隧道起止桩号、纵坡和设计标高: 隧道进口里程桩号为K0+160,设计高程181.36米。
出口里程桩号为K1,设计高程180.58米。
隧道总长度L 为840m 。
设计交通量:1127.4辆/h交通组成:小客 大客 小货 中货 大货 拖挂19.3% 30.1% 7.8% 17.3% 22.6% 2.9%汽 柴 比:小货、小客全为汽油车 中货为0.68:0.32 大客为0.71:0.29 大货、拖挂全为柴油车 隧道内平均温度:取20o C5.2.1 CO 排放量据《JTJ026.1—1999公路隧道通风照明设计规范》中关于隧道内的CO 排放量及需风量的计算公式,行车速度分别按40km/h 、20km/h 、10km/h 的工况计算。
隧道工程通风施工方案设计1. 引言隧道工程通风系统是保障隧道内空气质量和人员安全的重要组成部分。
隧道通风施工方案的设计与实施对于隧道工程的顺利进行具有重要意义。
本文档旨在提供一种完整的隧道工程通风施工方案设计,以确保隧道内的空气流通和乘车安全。
2. 方案概述本方案旨在设计一个可靠、高效的通风系统,以满足隧道工程施工期间的通风需求。
该方案将考虑到以下因素:•隧道类型:本方案适用于公路隧道工程,包括山区、城市和高速公路隧道等;•施工期间的安全性:通风系统需要保证工人的健康和安全,避免因气体积聚导致可燃性和有毒突发事件的发生;•施工时间:通风系统要能够稳定运行,并满足整个施工期间的通风需求;•通风效果:通风系统要能够有效地控制隧道内的空气流动,确保人员舒适度和能见度。
3. 设备选择为了达到预期的通风效果,我们需要选择适合的通风设备。
根据具体的施工需求,我们建议采用以下设备:•风机:选用大风量、低噪音、高效能的轴流风机。
根据隧道的尺寸和长度,合理布置风机,确保空气的流通和流速的均匀分布;•排烟系统:采用机械排烟系统,确保施工期间烟雾和有毒气体能够及时排出,避免对工人造成伤害;•雾炮设备:在施工期间,使用雾炮设备进行防尘除霾。
雾炮设备能够喷洒微细水雾,将空气中的尘埃和颗粒物沉降,提高空气质量;•其他设备:根据具体施工要求,可能需要使用消防设备、空气净化器等装置。
4. 设备布置正确布置通风设备对于保证通风效果和人员安全非常重要。
以下是通风设备的合理布置建议:•风机布置:根据隧道的长度和转弯处的气流分布情况,将风机均匀地布置在隧道两侧,以保证空气流通的均匀性;•排烟系统布置:将排烟系统布置在隧道的高处,以便及时排出烟雾和有毒气体。
排烟系统要与风机联动,确保烟雾和有毒气体能够迅速排出;•雾炮设备布置:根据施工现场的尘埃和颗粒物分布情况,合理布置雾炮设备,确保其喷洒范围覆盖到整个施工区域;•其他设备布置:根据具体需求,合理布置消防设备和空气净化器,确保工人的消防安全和通风效果。
隧道通风设计计算
隧道是指地下或地面上,仅在一侧有小部分开口的通道或管道。
当人们在隧道中行走时,由于隧道内部空间狭窄且没有明显的通风路径,会导致空气流通不畅,从而产生一系列不利于人体健康和安全的问题,例如缺氧、高温、湿度过大、有害气体积聚等。
因此,对隧道的通风设计和计算显得尤为重要。
1.通风需求量计算:通风需求量是指隧道内必须排除的有害气体的数量。
根据有害气体的种类和浓度,结合空气流通的速度和隧道的长度、截面积等参数,可计算出通风需求量。
同时还需要考虑隧道内的人员密度和活动强度对通风量的影响。
2.风机选择和布置:隧道通风系统主要由风机组成,通过其提供的空气流动来实现通风目的。
在选择风机时,需要考虑其风量、压力、效率等参数,以满足通风需求。
同时,风机的布置位置也很关键,应确保风机能够覆盖整个隧道的通风范围,并且能够避免死角和死区的出现。
3.通风系统管道和出口设计:隧道通风系统中的管道设计需要考虑空气流通的阻力和压力损失,以确保风机能够将新鲜空气送入隧道并将废弃空气排出。
通风系统的出口设计也非常重要,要避免新鲜空气和废弃空气的交叉污染,并确保废弃空气能够有效排出。
4.温度和湿度控制:隧道内部的温度和湿度是通风设计中需要关注的重要参数。
在通风系统中,可以通过调节新鲜空气的温度和湿度来调控隧道内部的环境条件,以保证人们在其中可以舒适地工作和生活。
总的来说,隧道通风设计和计算是一个综合性的工程问题,需要综合考虑隧道的结构特点、使用情况和环境条件等多个因素。
只有合理设计和
精确计算,才能够确保隧道内部空气的质量和温度范围适宜,以保证人们的健康和安全。
西南交大隧道通风第三次作业——公路隧道运营通风设计计算《隧道通风与灾害控制》课程作业3- 公路隧道运营通风设计计算姓名: ***学号: ***学院:土木工程学院专业:桥梁与隧道工程任课教师:蒋雅君副教授王峰副教授二〇一五年六月五日目录1隧道通风设计基本资料 (1)2隧道需风量计算 (1)2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料 (1)2.2隧道中CO排放量 (2)2.3稀释CO需风量 (5)2.4稀释烟雾需风量 (6)2.5稀释空气内异味需风量 (8)2.6考虑火灾时的排烟量 (8)3射流风机纵向通风计算 (8)3.1有关参数 (8)3.2自然风阻力 (9)3.3交通风压 (9)3.4通风阻抗力 (9)3.5隧道所需升压 (10)3.6射流机需求量 (10)参考文献 (11)公路隧道通风设计1隧道通风设计基本资料✧道路等级:高速公路,分离式单向双车道(计算单洞);✧行车速度:V t=80 km/h;✧空气密度:ρ=1.2 kg/m3;✧隧道长度、纵坡和平均海拔高度如图1-1所。
图1-1 隧道上行线示意图2隧道需风量计算2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料✧隧道断面面积:A r=68.05 m2;✧隧道当量直径:D r=8.41 m;✧设计交通量:15000辆中型车/日(双向),高峰小时交通量按日交通量的12%计算,上下行交通量不均衡系数1.1。
✧交通组成:汽油车:小型客车15%,小型货车18%,中型货车24%;柴油车:中型货车24%,大型客车13%,大型货车6%。
✧ 隧道内平均温度:t m =20°C ; ✧ 拟设计通风方式:纵向通风; ✧ 火灾时排烟风速:3m /s 。
2.2 隧道中CO 排放量隧道中CO 的排放量计算公式如式(1)所示:)(106.3116co ∑=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=nm m m tv h d a co f N L f f f f q Q (1) 其中:Q co —隧道全长排放CO 的量,m 3/s ;q co —1辆标准车行驶1km 所排放的CO 的体积,m 3/辆•km ,可取0.01 m 3/辆•km ;f a —考虑CO 的车况系数,按表2-1取; f d —车密度系数,按表2-2取;f h —考虑CO 的海拔高度系数,按图2-1取; f m —考虑CO 的车型系数,按表2-3取; f tv —考虑CO 的纵坡-车速系数,按表2-3取; n —车型类别数;N m —相应车型的设计交通量; L —隧道长度。
基本资料道路等级:高速公路,分离式双向四车道设计时速=100km/h =27.78m/s 右线隧道长度L=1300m 纵坡i = 2.0%L1=1300左线隧道长度L=0m 纵坡-i =-1.5%L2=隧道断面积Ar =68m2隧道当量直径D =8.41m 设计交通量:近期2990中期4004远期7872高峰小时交通量按日交14%交通组成:汽油车:小轿车100%小型客车0%小型货车0%中型货车柴油车:中型货车100%大型客车0%大型货车0%空气密度:ρ=1.2Kg/m3隧道内平均气温:t m =20℃隧址处自然风风速:v n =2m/s隧道沿程摩擦阻力系数λ=0.022进口局部阻力系数ζ=0.600海拔高度H1=92H2=111.50H3=111.50通风方式近期单洞设计高峰小时230辆/h 中期单洞设计高峰小时308辆/h 远期单洞设计高峰小时606辆/hL*N=7.88E+05>2.00E+06定需要机械通风需风量计算co设计浓度δ=250+50+(1300-1000)*(200-250)/(3000-1000)=292.5ppm交通阻滞是co设计浓度:300ppm烟雾设计浓度K=0.10065m-1近期co的sum(Nm*fm)=168*1.0+126*1.0+126*2.5+126*5.0+126+84+84=460.5中期co的sum(Nm*fm)=284*1.0+213*1.0+213*2.5+213*5.0+213+142+142=616.6远期co的sum(Nm*fm)=387*1.0+290*1.0+290*2.5+290*5.0+290+193+193=1212.3近期烟雾的sum(Nm*fm)126*1.0+84*1.5+84*1.5=230.2中期烟雾的sum(Nm*fm)213*1.0+142*1.5+142*1.5=308.3远期烟雾的sum(Nm*fm)290*1.0+193*1.5+193*1.5=606.1co排放量计算qco=0.01fa=1fh1=0.834第一段平均海拔高度=(92+111.49)/2=101.749fh2=0.834第二段平均(92+111.4101.749基本资料道路等级:高速公路,分离式双向四车道设计时速=100km/h=27.78m/s 右线隧道长度L=1300m 纵坡i = 1.5%L1=1300左线隧道长度L=0m 纵坡-i =-1.5%L2=隧道断面积Ar =68m2隧道当量直径D =8.41m 设计交通量:近期2990中期4004远期7872高峰小时交通量按日交14%交通组成:汽油车:小轿车100%小型客车0%小型货车0%中型货车柴油车:中型货车100%大型客车0%大型货车0%空气密度:ρ=1.2Kg/m3隧道内平均气温:t m =20℃隧址处自然风风速:v n =2m/s隧道沿程摩擦阻力系数λ=0.022进口局部阻力系数ζ=0.600海拔高度H1=92H2=111.50H3=111.50通风方式近期单洞设计高峰小时230辆/h 中期单洞设计高峰小时308辆/h 远期单洞设计高峰小时606辆/hL*N=7.88E+05>2.00E+06定需要机械通风需风量计算co设计浓度δ=250+50+(1300-1000)*(200-250)/(3000-1000)=292.5ppm交通阻滞是co设计浓度:300ppm 烟雾设计浓度K=0.10065m-1近期co的sum(Nm*fm)=168*1.0+126*1.0+126*2.5+126*5.0+126+84+84=460.5中期co的sum(Nm*fm)=284*1.0+213*1.0+213*2.5+213*5.0+213+142+142=616.6远期co的sum(Nm*fm)=387*1.0+290*1.0+290*2.5+290*5.0+290+193+193=1212.3近期烟雾的sum(Nm*fm)126*1.0+84*1.5+84*1.5=230.2中期烟雾的sum(Nm*fm)213*1.0+142*1.5+142*1.5=308.3远期烟雾的sum(Nm*fm)290*1.0+193*1.5+193*1.5=606.1co排放量计算qco=0.01fa=1fh1=0.834第一段平均海拔高度=(92+111.49)/2=101.749fh2=0.834第二段平均(92+111.4101.749δ=300Po=101.325To=273T=293P=102.5349Δp=4804004004004004000%0%。
隧道通风计算书一、基本资料公路等级:二级公路车道数及交通条件:双车道,双向交通设计行车速度:V=60km/h=16.67m/s隧道长度:3900m隧道纵坡:1.1%平均海拔高度:1352.56m,(入口:1331.13m,出口:1374.03m)通风断面积:Ar=59.155m2)隧道断面当量直径:Dr=7.871m(计算方法为断面净空周长设计气温:T=297k(22℃)设计气压:p=85.425kpa空气参数:容重密度,运动粘滞系数二、交通量预测及组成(交通量预测10年)大型车辆:280辆柴油车小型车辆:1850辆汽油车大型车比例:r=13.15%上下行比例:1:1设计交通量:N=280×2+1850=2410 辆/h三、需风量计算L×N=3900×2410=9.399×106>2×106 m●辆/h(使用错误,查规范P22 式 4.1.1-1双向交通应为,单向交通为),故需采用机械式通风方式。
设计CO浓度:非阻滞状态 250ppm,阻滞状态:300ppm(使用错误。
查规范P34 交通阻滞时,CO设计浓度,正常交通时,)设计烟雾浓度:K=0.0075m-1(使用错误,查P31 表5.2.1-1使用钠光源时,)四、计算CO排放量计算公式Q CO=式中/辆km(新规定,P42,6.3.1正常交通CO 基准排放量0.007,交通阻滞),,,各种车型的,和根据相应的工况车速查表确定(P43)1.工况车速时,,Q CO=2.工况车速时,,Q CO=3.工况车速时,上坡,下坡Q CO=4.交通阻滞时时,,,Q CO=五、按稀释CO计算需风量(P43)计算公式其中为标准大气压,取101.325kpa为隧址设计气压, kpa为标准气温273kT为隧道设计夏季气温295k1.非交通阻滞状态时,CO设计浓度(查规范P34 交通阻滞时,CO设计浓度,正常交通时,),时,CO排放量最大,此时需风量为2.交通阻滞状态时,CO设计浓度时,此时需风量为比较之后,CO在时,稀释的需风量为六、计算烟雾排放量计算公式Q v1=式中隧道烟尘排放量,单位/辆km(P396.2.1粉尘基准排放量取2.0),烟尘车况系数(P40),烟尘海拔高度系数,柴油车车型系数,辆,烟尘纵坡-车速系数()和车密度系数根据相应的工况车速查表(P40表6.2.2-2)确定(P39 6.1.4确定需风量,按照设计速度以下各工况车速10km/h为一档分别计算)1.工况车速时,,上坡(),下坡()Q CO=2.工况车速时,,上坡(),下坡()Q CO=3.工况车速时,,上坡(),下坡()Q CO=4.交通阻滞()时,,上坡(),下坡()Q CO=七、按稀释烟雾计算需风量计算公式工况车速时,烟雾排放量最大按照稀释烟雾计算的烟雾量八、稀释空气中异味需风量(P46)根据《隧道通风照明设计规范》(隧道通风设计细则)中规定:“隧道内不间断换气频率,不少于每小时5次”(新规定。
通风计算1基本资料1.公路等级:一级公路2.车道数、交通条件:2车道、单向=80km/h3.设计行车速度:ur4.隧道长度:1340m;隧道纵坡:1.5%5.平均海拔高度:1240m;隧道气压:101.325-10×1.24=88.9256.通风断面面积:62.982m,周长为30.9m7.洞内平均温度:12℃,285K2通风方式根据设计任务书中的交通量预测,近期(2013 年)年平均日交通量为7465辆/每日,远期(2030年)10963辆/每日,隧道为单洞单向交通,设计小时交通量按年平均日交通量的10%计算,故近期设计高峰小时交通量为747辆/h,远期为1096辆/h。
根据设计任务书所给的车辆组成和汽柴比,将其换算成实际交通量,小客车:20%,大客车:27.2%,小货车:7.8%,中货车:20.6%,大货车:20.1%,拖挂车:4.3%,汽柴比:小客车、小货车全为汽油车;中货 0.39:0.61;大客 0.37:0.63;大货、拖挂全为柴油车,结果如表6.1所示表6.1车辆组成及汽柴比可按下列方法初步判定是否设置机械通风。
由于本隧道为单向交通隧道,则可用公式(6.1)L*N≤2×105式(1)式中:L——隧道长度(m);N ——设计交通量(辆/h )。
其中L 、N 为设计资料给定,取值远期为N=1096辆/h ,L=1340m由上式,得1340×1096=1.46×106 >2×105以上只是隧道是否需要机械通风的经验公式,只能作为初步判定,是否设置风机还应考虑公路等级、隧道断面、长度、纵坡、交通条件及自然条件进行综合分析,由初步设计可知知本设计需要机械通风。
3 需风量计算CO 设计浓度可按《公路隧道通风照明设计规范》查表按中插值法的再加上50ppm 。
设计隧道长度为1340m ,查表知ppm =ppm δ()292。
交通阻滞时取=300ppm δ。
西南交大隧道通风第三次作业——公路隧道运营通风设计计算《隧道通风与灾害控制》课程作业3- 公路隧道运营通风设计计算姓名: ***学号: ***学院:土木工程学院专业:桥梁与隧道工程任课教师:蒋雅君副教授王峰副教授二〇一五年六月五日目录1隧道通风设计基本资料 (1)2隧道需风量计算 (1)2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料 (1)2.2隧道中CO排放量 (2)2.3稀释CO需风量 (5)2.4稀释烟雾需风量 (6)2.5稀释空气内异味需风量 (8)2.6考虑火灾时的排烟量 (8)3射流风机纵向通风计算 (8)3.1有关参数 (8)3.2自然风阻力 (9)3.3交通风压 (9)3.4通风阻抗力 (9)3.5隧道所需升压 (10)3.6射流机需求量 (10)参考文献 (11)公路隧道通风设计1隧道通风设计基本资料✧道路等级:高速公路,分离式单向双车道(计算单洞);✧行车速度:V t=80 km/h;✧空气密度:ρ=1.2 kg/m3;✧隧道长度、纵坡和平均海拔高度如图1-1所。
图1-1 隧道上行线示意图2隧道需风量计算2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料✧隧道断面面积:A r=68.05 m2;✧隧道当量直径:D r=8.41 m;✧设计交通量:15000辆中型车/日(双向),高峰小时交通量按日交通量的12%计算,上下行交通量不均衡系数1.1。
✧交通组成:汽油车:小型客车15%,小型货车18%,中型货车24%;柴油车:中型货车24%,大型客车13%,大型货车6%。
✧ 隧道内平均温度:t m =20°C ; ✧ 拟设计通风方式:纵向通风; ✧ 火灾时排烟风速:3m /s 。
2.2 隧道中CO 排放量隧道中CO 的排放量计算公式如式(1)所示:)(106.3116co ∑=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=nm m m tv h d a co f N L f f f f q Q (1) 其中:Q co —隧道全长排放CO 的量,m 3/s ;q co —1辆标准车行驶1km 所排放的CO 的体积,m 3/辆•km ,可取0.01 m 3/辆•km ;f a —考虑CO 的车况系数,按表2-1取; f d —车密度系数,按表2-2取;f h —考虑CO 的海拔高度系数,按图2-1取; f m —考虑CO 的车型系数,按表2-3取; f tv —考虑CO 的纵坡-车速系数,按表2-3取; n —车型类别数;N m —相应车型的设计交通量; L —隧道长度。
当考虑CO 影响时的车况系数f a 如表2-1所示。
表2-1 考虑CO 车况系数f车辆密度系数f a 如表2-2所示。
车速(km/h)100 80 70 60 50 40 30 20 10f a0.6 0.75 0.85 1 1.2 1.5 2 3 6当考虑CO影响时的车型系数f m如表2-3所示。
车型柴油车汽油车小客车旅行车、轻客车中型货车大型货车、拖挂车f m 1.0 1.0 2.5 5.0 7.0 当考虑CO影响时的纵坡-车速系数f tv如表2-4所示。
表2-4 考虑CO的纵坡-车速系数f tv当考虑CO影响时的海拔高度系数f h如图2-1所示。
图2-1 考虑CO 的海拔高度系数f h根据表2-1~表2-4以及图2-1,式(1)中各项系数取值如下: (1)取CO 的基准排放量q co =0.01 m 3/辆•km ; (2)考虑CO 的车况系数f a =1.0; (3)车密度系数f d =0.75; (4)考虑CO 的海拔高度系数f h =3278.1971800990=+; (5)考虑CO 的车型系数f m 按表2-3选取; (6)考虑CO 的纵坡-车速系数f tv =1.0;(7)设计交通量N m =15000辆/日,单洞高峰小时交通量为15000×0.5×0.12×1.1=990辆/日其中:汽油车:小型客车:148;小型货车:178;中型货车:238 柴油车:中型货车:238;大型客车:129;大型货车:59将以上系数带人式(1)可得:sm 103614.2 ))52385.21781148(59129238(15000.13278.175.0101.0106.3132-6⨯=⨯+⨯+⨯+++⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=co Q2.3 稀释CO 需风量稀释CO 的需风量计算公式如式(1)所示:600req(co)10⨯⋅⋅=T Tp p Q Q co δ (2) 其中:req(co)Q —稀释CO 的需风量;δ—隧道CO 容许浓度,ppm ,按表2-5和2-6取;0p —标准大气压,kN /m 2,取101.325 kN /m 2;P —设计气压;0T —标准气压,k 取273 k ;T —隧道夏季设计气温。
不同长度隧道的CO 设计浓度如表2-5所示当考虑CO 影响时的车况系数f a 如表2-5所示表2-5 隧道CO 设计浓度根据表2-5,式(2)中各项系数取值如下: (1)隧道CO 容许浓度δ=)(ppm 5.237200501000-30001500-3000=+⨯;(2)设计温度t m =20°C ,换算成绝对温度T =273+20=293K ;(3)隧道设计气压Pa 90273-101325-29328799081.90=⋅=⋅=⋅⋅e e p p RTgh;(4)稀释CO 需风量s /m 776.11910273293902731013255.237103614.2362-req(co)=⨯⋅⋅⨯=Q 。
2.4 稀释烟雾需风量隧道中的烟雾排放量计算公式如式(1)所示:∑=••••••••⨯=Dn m m mf NL f f f f q Q 1)1V ()V1(tv )V1(h d a(V1)V16V1)(106.31 (3)其中,V1Q ——隧道全长烟雾排放量,m 2/s 。
V1q —1辆标准车行驶1km 所排放的烟雾量,m 3/辆•km ,可取2.5 m 3/辆•km 。
D n ——柴油车车型类别,其余参数同CO 排放量的计算。
当考虑烟雾影响时的海拔高度系数f h(V1)如图2-2所示。
图2-2 考虑烟雾的海拔高度系数f h(V1)当考虑烟雾影响时的车况系数f a(V1)如表2-6所示。
适用道路等级 f a (V1) 高速公路、一级公路 1.0 二、三、四级公路1.1-1.5当考虑烟雾影响时的纵坡-车速系数f tv(V1)如表2-7所示表2-7 考虑烟雾的纵坡-车速系数f tv(V1)当考虑烟雾影时的车型系数f m(V1)如表2-8所示。
表2-8 考虑烟雾的车型系数f m(V1)轻型货车中型货车 重型货车、大型客车、拖挂车集装箱车 41.01.53-4根据表2-6~表2-8以及图2-2,式(3)中各项系数取值如下: (1)取基准烟雾排放量为V1q =2.5 m 3/辆•km (2)考虑烟雾的车况系数为a(V1)f =1.0 (3)考虑时速车密度d f =0.75. (4)考虑烟雾海拔高度系数177.188.099020006.0)V1(h =+⨯=f (5)考虑烟雾的纵坡-车速系数)V1(tv f =0.55· (6)烟雾排放量,将式(3)中各系数带入可得:s m 263.0 5.1595.11291238150055.0177.175.00.15.2106.3136V1=⨯+⨯+⨯•••••••⨯=)(Q (7)稀释烟雾需风量稀释烟雾需风量计算公式如式(4)所示:CV1)V1(req Q Q =(4) 其中,C ——烟雾稀释系数。
根据不同行车速度的隧道烟雾设计系数C 如表2-9所示。
表2-9 烟雾设计系数C将以上系数带人式(4)可得需风量:s m 571.37107263.033-)V1(req =⨯=Q 2.5 稀释空气内异味需风量取每小时换气5次,有:s m 77.14153600150005.683r )(req =⨯⨯=⋅⋅=n t L A Q 异 2.6 考虑火灾时的排烟量 取火灾排烟风速为s m 3=r V ,得:s m 15.204305.683)(req =⨯=⋅=r r V A Q 火综上,隧道设计需风量为204.15 m 3/s 。
3 射流风机纵向通风计算3.1 有关参数✧ 洞内自然风引起的洞内风速:v n =2 m /s ;✧ 大型车混入率:r 1=19 %;✧ 小型车正面投影面积A cs =2.13 m 2、空气阻力系数ξcs =0.5,大型车正面投影面积A cl =5.37 m 2、空气阻力系数ξcl =1.0;✧ 射流风机选型:900型,出口风速v j =25 m /s ,位置摩阻损失折减系数η=0.85。
计算行车速度:v t =80 km /s =22.22 m /s3.2 自然风阻力自然风阻力为:Pa 545.11222.1)41.81080025.06.01(2)1(22=⨯⨯⨯++=⋅⋅⋅++=∆nr rr e m v D L P ρλξ隧道设计风速为m 305.6815.204==r v3.3 交通风压交通产生的风压按式(5)计算:2r mt )(2r t v v n A A P -⋅⋅⋅=∆ρ(5) 其中:汽车等效阻抗面积A m :2m m 88.1137.519.05.013.219.0-1=⨯⨯+⨯⨯=)(A隧道内车辆数n :辆37.1322.2236001080990n =⨯⨯=将各系数带入式(5)得:Pa845.81)322.22(37.1322.105.6888.12=-⨯⨯⨯=∆t P3.4 通风阻抗力空气在隧道内流动受到摩阻力以及出入口损失为Pa 976.25322.1)41.81080025.06.01(2)1(22=⨯⨯⨯++=⋅⋅⋅++=∆r r r r e r v D L P ρλξ 3.5 隧道所需升压则隧道需要的升压力为:032.44845.81545.11976.25t m r <-=-+=∆-∆+∆=∆Pa P P P P3.6 射流机需求量根据3.5节可知,所需升压为负,故交通风即可满足通风要求,不需要配置风机。
当取计算车速v t =10 km /s =2.78 m /s 时,按照3.2~3.5节内容计算得到升压为:Pa P P P P 511.3701.0545.11976.25t m r =-+=∆-∆+∆=∆每台升压力按式(6)计算:)1(P 2j ϕρ-⋅Φ⋅⋅=∆j v (6) 其中,12.0253;s m 250093.005.68636.0m 636.0r j2=======Φ=j r j j v v v A A A ϕ;; 将上述各系数带入式(6)得:Pa 138.6)12.0-1(0093.0252.12j =⨯⨯⨯=∆P则需射流风机数i (台数)为:1.613.6511.37==∆∆=j P P i 综合考虑,本工程选用6台900型射流风机。